无尘车间(又称洁净室、洁净车间)是一种通过空气净化、气流控制、压力调节等技术,将室内尘埃颗粒、微生物、温湿度、压力等参数控制在特定范围内的特殊环境。它并非 “完全无尘”,而是将空气中的污染物浓度降至不影响生产或实验的极低水平,是高精度制造、生物医药、电子半导体等领域的核心基础设施。
一、核心工作原理:如何实现 “低污染环境”
无尘车间的本质是通过 “污染物控制 + 环境稳定” 两大系统,构建可控的洁净空间,核心逻辑可拆解为 4 个关键环节:
1. 空气净化系统:从 “源头过滤” 污染物
这是无尘车间最核心的系统,通过三级过滤(初效→中效→高效)逐层去除空气中的尘埃、微生物:
初效过滤:安装在空调机组入口,过滤直径≥5μm 的大颗粒(如灰尘、毛发),保护后续滤网,通常 1-3 个月更换一次。
中效过滤:安装在空调机组内部,过滤直径≥1μm 的颗粒(如细小粉尘),减少高效滤网的负荷,通常 3-6 个月更换一次。
高效过滤(HEPA)/ 超高效过滤(ULPA):安装在无尘车间的送风口(如吊顶、侧壁),是 “最后一道防线”——
HEPA 滤网:可过滤≥0.3μm 的颗粒,过滤效率≥99.97%,适用于中低洁净度需求;
ULPA 滤网:可过滤≥0.12μm 的颗粒,过滤效率≥99.999%,适用于高洁净度(如半导体、精密光学)。
净化后的空气通过 “送风口” 均匀送入车间,再通过 “回风口” 回收,形成循环过滤,持续降低室内污染物浓度。
2. 气流组织:让 “洁净空气覆盖全场”
不同洁净度需求的车间,会采用不同的气流方式,确保洁净空气能有效 “挤压” 并带走污染物:
垂直层流(层流罩 / 吊顶送风口):洁净空气从吊顶均匀垂直向下流动,污染空气从地面回风口排出。气流稳定、无涡流,能最大限度减少局部污染,适用于高洁净度场景(如半导体芯片制造、无菌药品生产)。
水平层流(侧壁送风口):洁净空气从一侧水平流向另一侧,污染空气从对侧回风口排出。适用于长条状车间(如实验室操作台、精密仪器组装线)。
乱流(顶送下回 / 侧送侧回):洁净空气从顶部或侧壁送入,通过扩散与室内空气混合,再从下部或对侧排出。气流相对紊乱,但成本低、适用性广,适用于中低洁净度场景(如食品包装、电子元件组装)。
3. 压力控制:防止 “外部污染侵入”
通过调节送风量与回风量的差值,让无尘车间保持 “正压” 或 “负压”,避免外部污染物渗透:
正压控制:送风量>回风量,车间内压力高于室外(通常压差 5-10Pa),空气从车间向室外流动,防止外部尘埃、微生物进入。适用于需防止外部污染的场景(如电子制造、无菌食品)。
负压控制:回风量>送风量,车间内压力低于室外,空气从室外向车间流动,防止车间内的有害污染物(如有毒气体、致病菌)扩散到外部。适用于需隔离内部污染的场景(如生物安全实验室、病毒检测车间)。
4. 辅助环境控制:维持 “稳定生产条件”
除了洁净度,还需同步控制温湿度、静电、噪声等参数,满足不同行业需求:
温湿度:如半导体车间需控制温度 23±2℃、湿度 45±5%(防止芯片静电损坏);医药车间需控制温度 18-26℃、湿度 40-65%(保证药品稳定性)。
静电控制:通过地面铺设防静电地板、人员穿防静电服、设备接地等方式,将静电电压控制在≤100V(避免静电吸附尘埃或击穿精密元件)。
噪声控制:通过空调机组降噪、墙体隔音处理,将室内噪声控制在≤65dB(保障人员操作舒适度)。